Условия возможности движения автомобиля без буксования колес

Сила тяги ведущих колес пожарного автомобиля. Условия движения автомобиля без пробуксовки.

Крутящий момент двигателя М_д передается через трансмиссию к ведущим колесам автомобильного технического средства. Приводимые в справочной литературе и технических характеристиках автомобилей данные внешних характеристик двигателей (N_е, М_е) соответствуют условиям их стендовых испытаний, значительно отличающихся от условий, в которых двигатели работают на автомобилях. При стендовых испытаниях внешние характеристики двигателя определяют при установке на него только основного оборудования (воздухоочистителя, генератора и водяного насоса), т.е. без оборудования, необходимого для обслуживания шасси (например, компрессора, гидроусилителя руля). Поэтому для определения М_д числовые значения М_е необходимо умножить на коэффициент К_с

.

Для отечественных грузовых двухосных автомобилей К_с = 0,88, а для многоосных К_с = 0,85.

Суммарная тяговая сила Р_к, которую может обеспечить двигатель на ведущих колесах, определяется по формуле

,

где r_D – динамический радиус колеса.

Общее передаточное число трансмиссии u является произведением передаточных чисел агрегатов трансмиссии

где u_к, u_р, u_г – соответственно передаточные числа коробки передач, раздаточной коробки и главной передачи.

Если тяговая сила ведущих колес превышает максимальную тяговую силу, то ведущие колеса автомобиля буксуют. Для движения автомобильного технического средства без буксования ведущих колес необходимо выполнение условия

Источник

ГЛАВА 8. Стабилизация автомобиля при потере устойчивости и управляемости (часть 1)

8.1. Снос передних колес

Снос — боковое скольжение передних колес — чаще всего возникает при экстренных маневрах и прохождении поворота на критической скорости. Факторами, влияющими на это явление, могут быть профиль дороги (отрицательный уклон), боковой ветер, чрезмерное или недостаточное давление в шинах, низкий коэффициент сцепления. Явление сноса связано с тем, что боковая сила превосходит силу сцепления шины с дорогой. На заднеприводном автомобиле повернутые передние колеса создают эффект торможения, а толкающие задние — избыточную силу. Для переднеприводного автомобиля характерен снос передних колес из-за избытка или недостатка тяги при чрезмерных углах поворота колес.

Для полноприводных моделей характерны особенности одноприводных автомобилей, а разнонаправленная тяга передних и задних колес усиливает увод с траектории движения, особенно на «Джипах» с высоким профилем покрышки и всесезонным протектором.

Снос передних колес следует рассматривать как результат грубой ошибки водителя, так как он всегда сопровождается частичной потерей управляемости. Сигналом о совершенной ошибке служит «визг» передних покрышек на сухом покрытии. Поэтому «визжащий» на поворотах автомобиль (что обычно характерно для кинобоевиков и детективной литературы) свидетельствует о низком профессиональном уровне водителя.

Опасность сноса заключается в привычке многих водителей реагировать на частичную потерю управляемости рефлексом резкого торможения. Блокирование передних колес при сносе полностью лишает водителя возможности управлять автомобилем и приводит к его прямолинейному скольжению на заблокированных колесах. Большая часть ДТП с тяжкими последствиями на поворотах связана с этим явлением, и рассматривать черный след на асфальте, уходящий на обочину или встречную полосу, следует как «роспись страха» и отказ от управления из-за шокового состояния.

Прекратить или уменьшить снос передних колес можно двумя способами: либо увеличить загрузку передних колес, либо уменьшить угол их поворота, чтобы от скольжения перейти к качению.

Можно рекомендовать несколько приемов безопасности при сносе.

1. Торможение двигателем на постоянной передаче.

2. Торможение двигателем на понижающей передаче.

3. Легкое подтормаживание левой ногой для увеличения загрузки переднего наружного колеса. Режим торможения плавный, с постоянным тормозным усилием, исключающим блокирование колес.

4. Выравнивание управляемых колес (если это позволяют ситуация и ширина проезжей части).

5. Выравнивание и повторный вход с загрузкой передних колес.

Почти всегда снос следует рассматривать как результат ошибки в прогнозировании ситуации или в управлении. Профилактикой сноса является опережающая загрузка передних колес и выбор оптимальной скорости входа в дугу. При экстренных маневрах снос может возникать в результате резкого руления, торможения и комбинации этих действий. Желательна выработка навыков с «мягкой» структурой, исключающей резкое начало как в рулении, так и в торможении, несмотря на дефицит времени в критической ситуации.

Гонщики экстракласса рекомендуют мягкое отпускание педали после экстренного торможения при подходе к повороту. Резкое отпускание тормозной педали провоцирует быстрое разжатие передних пружин и, как следствие, разгрузку передних колес в момент их поворота на дугу.

8.2. Занос малой амплитуды

Причинами, вызывающими занос на скользкой дороге, могут стать неровность, сильный боковой ветер, резкие маневры (торможение, разгон, объезд препятствия), а в ряде случаев и резко открытый или закрытый дроссель.

Стабилизация автомобиля осуществляется быстрым поворотом рулевого колеса в сторону заноса без смены хвата таким образом, чтобы восстановить положение передних колес строго по направлению прямолинейного движения. Одновременно уменьшаются обороты двигателя. Этим создается малый тормозной эффект на задних колесах, который будет способствовать стабилизации автомобиля. После того как автомобиль прекратит вращение, нужно вернуть рулевое колесо в исходное положение и выровнять автомобиль, иначе может возникнуть колебательное движение задней оси — ритмический занос.

У переднеприводного автомобиля отпущенная педаль «газа» может усилить занос, поэтому реакция водителя, несмотря на то, что она выглядит на первый взгляд, нелогично, должна быть следующей. Нужно усилить тягу, чтобы передние колеса «вытянули» автомобиль из заноса. При этом поворот руля в сторону заноса можно исключить.

Для полноприводных моделей действия рулем аналогичны заднему приводу, но педаль газа отпускать полностью нельзя, чтобы тяга передних колес помогла справиться с заносом. Можно применить другую технологию. Вначале поступить также, как на заднем приводе, т. е. отпустить педаль «газа», но тотчас снова нажать на нее.

Исходным положением для быстрого компенсаторного руления должна стать поза готовности — симметричное положение рук в верхнем секторе рулевого колеса («9—3» или «10—2»). В этом случае высокая скорость руления будет обеспечена сильными мышцами-сгибателями. Основное усилие выполняет та рука, в сторону которой осуществляется вращение (например, правая — вправо-вниз). Другая рука обеспечивает активную помощь за счет работы приводящих мышц. Структура стабилизирующего действия — поворот рулевого колеса с максимальной скоростью и мягкое выравнивание практически без паузы между ними.

Занос почти всегда следует рассматривать как результат ошибки водителя. Чем грубее ошибка, тем больше угол заноса. Важными факторами по стабилизации следует считать профессиональную реакцию водителя на занос, рациональную технику руления и быстроту действий. Для водителей высшей квалификации характерны безошибочное прогнозирование и опережающие действия.

Для малоопытных водителей резерв безопасности может быть связан с рациональностью и быстротой, которые могут возникнуть лишь в результате специального обучения (по методике контраварийной подготовки в технике руления).

Преодолеть занос малой амплитуды помогут несколько рекомендаций:

· постоянно сохраняйте позу готовности, в частности симметричное положение рук на рулевом колесе («10—2» или «9—3»);

· обеспечивайте максимальный контакт с автомобилем. Этому способствует легкая одежда, отсутствие подстилок, подкладок и других предметов, мешающих контакту корпуса водителя с сиденьем;

· резко поворачивайте рулевое колесо в сторону заноса и мягко выравнивайте автомобиль. Чем позже начато действие, тем большая скорость потребуется для стабилизации автомобиля;

· выполняя любые резкие маневры на скользкой дороге или на высокой скорости движения, прогнозируйте занос автомобиля и будьте готовы к нему.

8.3. Глубокий занос

Причиной возникновения заноса большой амплитуды почти всегда является грубая ошибка водителя (неготовность к экстренным действиям, торможение с длительным блокированием колес, резкий непрогнозируемый маневр, «доворот» на дуге поворота и др.). Если компенсаторные действия не выполнены в начальной фазе потери устойчивости (см. соответствующий прием), то занос усиливается и в конечном итоге может привести к вращению автомобиля.

Автомобиль стабилизируется компенсаторным рулением (поворотом рулевого колеса в сторону заноса) и прикрытием дросселя. Однако амплитуды рывкового руления без перехвата (из исходного положения «10—2» или «9—3» в положение «12—4» или «8—12») оказывается недостаточно, чтобы прекратить занос. Поэтому необходим «доворот» рулевого колеса одной рукой из положения «12» в положение «4» или «8». Другая рука по кратчайшему пути переводится вверх в зону над цифрой «12». Ее функция — подстраховка. Если требуется увеличить амплитуду руления, она тотчас повернет рулевое колесо из положения «12» в положение «4» или «8». Если критическая ситуация миновала, то эта рука примет участие в выравнивании автомобиля.

Здесь прокомментирована технология стабилизации заднеприводного автомобиля. Информация по переднему и полному приводу приведена в разделе «Занос малой амплитуды».

Если автомобиль стабилизируется на прямом участке, например во время экстренного торможения, то после реакции на занос тотчас выровняйте колеса.

Глубокий занос может быть результатом произвольного действия водителя в тех случаях, когда он использует экстренное торможение боковым соскальзыванием. В этом случае нет необходимости выравнивать автомобиль, а лучше сохранить угол заноса переменным дросселированием и компенсаторным рулением. Этот способ очень эффективен для гашения скорости на входе, в поворот или на дуге поворота.

На крутом повороте с обледенелым покрытием произвольный управляемый (!) занос может применяться как способ самостраховки. Он позволяет удержать автомобиль на дуге поворота за счет использования части мощности двигателя для противодействия центробежной силе.

При экстренном объезде препятствия на скользкой дороге, выносе автомобиля на обочину или полосу встречного движения обученный водитель произвольно выбирает угол заноса с учетом радиуса поворота, коэффициента сцепления и особенностей критической ситуации (в зависимости от ширины проезжей части, наличия помех, маневров других участников, опасности ДТП).

Процесс управления автомобилем в глубоком заносе требует обостренного «чувства автомобиля», высоких координационных способностей, автоматизма навыков и прогнозирования поведения автомобиля в зависимости от управляющих действий водителя.

Кроме своевременной реакции на занос, необходимы:

· высокая скорость руления, достигаемая рулением двумя руками на боковом секторе рулевого колеса, рулением одной рукой с перекатом через тыльную сторону кисти;

· непрерывное поисковое уравновешивающее руление, позволяющее стабилизировать автомобиль в заносе (исключить самовыравнивание и непроизвольное вращение);

· переменное дросселирование, смягчающее резкое скольжение задней оси, обеспечивающее дозированное подтормаживание и загрузку передней оси.

8.4. Критический занос

Возникновение критического заноса связано с грубыми ошибками управления при экстренном торможении и маневрировании, когда на начало потери устойчивости водитель реагирует с опозданием. Угол критического заноса связан не столько с конструктивными особенностями автомобиля, сколько с уровнем мастерства водителя. Хотя теоретически этот угол должен соответствовать повороту колес до упора, для слабоподготовленных водителей необратимость ситуации (вращение автомобиля) может наступить намного раньше.

В критическом заносе возникает явление, при котором уравновешиваются действующие на автомобиль силы и моменты. На короткое время происходит потеря управляемости, а затем либо выравнивание, либо вращение автомобиля. Так как явление критического заноса соответствует критической фазе устойчивости автомобиля, желательны опережающие действия по его стабилизации. Если водитель не смог по прямым или косвенным признакам спрогнозировать возникновение критического заноса, то у него имеется еще реальный шанс за счет высокой скорости руления опередить потерю поперечной устойчивости и избежать острой критической ситуации, при которой полностью теряется управление. Чем выше скорость руления, тем выше надежность водителя для действий при критическом заносе.

Преодолеть критическую ситуацию помогут следующие приемы.

1. Скоростное круговое руление двумя руками с перекрестными захватами на боковом секторе рулевого колеса.

2. Скоростное круговое руление одной рукой с перекатом через тыльную сторону кисти или через ладонь (на автомобилях с горизонтально расположенным рулевым колесом).

3. Скоростное комбинированное руление одной рукой с «подкрутом» другой.

4. Комбинированное скоростное руление двумя руками и одной рукой, со сменой приема по ходу руления.

Первый прием следует считать универсальным и очень точным; 2-й и 4-й применяют, когда по ходу стабилизации необходимо переключение передач, чтобы предотвратить опрокидывание автомобиля; 3-й прием рекомендуется тем водителям, у которых имеется явная разница в силе рук. Основное усилие развивает «сильная» рука, а другая помогает ей короткими рывковыми действиями.

Стабилизация автомобиля в фазе критического заноса достигается в основном переменным дросселированием при условии, что колеса повернуты в сторону заноса до упора. Величина дросселирования (частота вращения коленчатого вала двигателя) и необходимость включения той или иной передачи определяются в зависимости от коэффициента сцепления и тяги двигателя в данный момент. Если принятых мер недостаточно, чтобы восстановить устойчивость автомобиля, и он перешел грань критического заноса, то дальнейшая его стабилизация осуществляется после вращения на 180° или 360°. Главное требование безопасности — исключить остановку авгомобиля поперек дороги, так как это положение сократит ширину проезжей части и увеличит возможности столкновения с попутным и встречным транспортными средствами.

Для переднеприводных автомобилей стабилизация может быть обеспечена мощной тягой двигателя с пробуксовкой передних колес. Этот способ позволяет скольжением передней оси выставить автомобиль для прямолинейного движения, если условия движения позволяют это сделать. Для полноприводных автомобилей важен компромисс тяги передних и задних колес. Полное прекращение тяги и избыточная тяга приводят к вращению автомобиля.

8.5. Ритмический занос

В основе критической ситуации ритмического заноса лежит явление «динамический хлыст», когда раскачиванию задней оси автомобиля в поперечном направлении сопутствует резонанс, из-за чего амплитуда каждого последующего заноса возрастает до критического значения. После этого начинается неуправляемое вращение автомобиля.

Причинами возникновения ритмического заноса являются запаздывание реакции водителя на возникающий занос и суммарное опаздывание его реакции на серию противоположных по направлению заносов. Поводом для критической ситуации могут послужить ошибки в управлении — от самых простых (руление в нижнем секторе, отпускание рулевого колеса при выходе из поворота) до грубых (резкое дросселирование в повороте, раскачивание автомобиля серией быстрых маневров вправо и влево и др.).

Чаще всего ритмический занос как форма критической ситуации возникает после сочетания двух или более противонаправленных маневров: объезд препятствия и возврат на полосу движения, резкий обгон, вынужденный маневр со сменой направления и др., а также при экстренном торможении на участке дороги с неоднородным коэффициентом сцепления или неровностями, при выходе из поворота с ранним ускорением.

· одномоментно — рывковым скоростным рулением одной или двумя руками без смены хвата при втором импульсе заноса;

· многомоментно — серией скоростных действий рулевым колесом вправо-влево или наоборот без задержки в фазе смены направления вращения и с увеличением скорости в каждом последующем цикле руления. Амплитуда руления может последовательно увеличиваться в соответствии с углами заноса;

· с опережением — предварительная реакция в сторону прогнозируемого заноса поворотом рулевого колеса на заключительной стадии скоростных маневров, направленных в противоположные стороны.

Компонентом стабилизирующих действий является дросселирование, которое в определенных стадиях компенсаторных действий может ослабить вращательные импульсы или усилить их. Как длительное закрытие дросселя, так и максимальные обороты двигателя могут усугубить ситуацию. Для стабилизирующих действий характерно переменное дросселирование с прикрытием дросселя при реакции на занос рулением и общим фоном средней частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Источник

Движение без буксования возможно при соблюдении условия:

а- расстояние от центра масс до задней оси автомобиля;

L- колесная база автомобиля;

Hд- высота центра тяжести;

f к – коэффициент сопротивления качению;

Hд =1/3* hд, где hд- габаритная высота;

Для автомобиля ГАЗ:

D с = 1,77*0,45*cos 27.45°/(2.76-0.73*(0,45+0,075)) = 0,31> D max = 0,38.

Сравнительная таблица полученных оценочных параметров тягово-скоростных свойств, заключения.

10. Кинематическая схема тормозной системы автомобиля Газ 2752.

1,2- дисковые передние тормоза.

3-контур передних тормозов

4-главны тормозной цилиндр

7-контур задних тормозов

11. Диаграмма экстренного торможения

Торможение, целью которого является максимально быстрая остановка, называют экстренным.

Время торможения автомобиля складывается из следующих составляющих:

tрв – время реакции водителя – время от момента, когда замечена опасность, до начала торможения. tрв = 0,2-1,5с (tрв = 0,8c);

tсп – время срабатывания тормозного привода.

tсп = 0,2с(гидравлический), tсп = 1 с (пневматический)

tнз – время нарастания замедления. Зависит от типа автомобиля, квалификации водителя, состояния дорожного покрытия, дорожной ситуации, состояния тормозной системы.

При аварийном торможении tнз = 0,5с;

tуз – время установившегося замедления – время, за которое состояние тормозной системы остаётся практически неизменным, и осуществляется полное торможение (до остановки) автомобиля.

tр – время растормаживания (от начала отпускания тормозной педали до возникновения зазоров между фрикционными накладками). tр = 0,1 – 0,5c. Принимаем tр = 0,4с.

Начальная скорость торможения V 0 = 30 км/ч = 8,3 м/с; к-т сцепления шин с дорогой φ x = 0,35.

Тормозной путь автомобиля:

Sт = 0,004*Kэ *V 0 2 /φ x = 0,004*(30 2 /0,35)*1,3 = 13,4 м, где

Кэ – к-т эффективности тормозной системы, Кэ = 1,3 – 1,4.

В расчётах принимаем Кэ = 1,3.

i = 0 – уклон дороги,

g = 10 м/с 2 – ускорение свободного падения;

Время установившегося замедления:

tт = tсп + tнз + tуз = 0,2+0,5+4.8 = 5,5 с.

Т.о. автомобиль при V 0 = 30 км/ч и φx = 0,35 имеет тормозной путь Sт = 13,4 м за время

Для построения диаграммы экстренного торможения найдем падение скорости на участке tуз:

Vуз = Vо – 0,5*jуз*tнз = 8,3 – 0,5*1,6*0,5 = 7,9 м/с.

12. Расчёт и построение зависимости тормозного и остановочного пути автомобиля от начальной скорости движения при экстренном торможении.

Начальная скорость автомобиля при торможении V0 = 30 км/ч.

Тормозной путь Sт – путь, проходимый автомобилем от момента срабатывания тормозного привода до полной остановки автомобиля.

Остановочный путь Sо – путь, проходимый автомобилем от момента обнаружения опасности до полной остановки.

Для анализа зависимости тормозного и остановочного пути от скорости движения автомобиля в начале торможения или от к-та сцепления шин с дорогой необходимо использовать диаграмму экстренного торможения, на которой указаны фазы торможения.

Т.о., используя формулы тормозного и остановочного пути, можем произвести расчёты на основании которых затем построить график зависимости тормозного и остановочного пути автомобиля от начальной скорости движения при экстренном торможении.

13. Общее заключение по тормозным свойствам автомобиля.

Тормозные свойства автомобиля – совокупность свойств, определяющих максимальное замедление автомобиля при его движении на различных дорогах в тормозном режиме, предельные значения внешних сил, при действии которых заторможенный автомобиль надёжно удерживается на месте или имеет необходимые минимальные установившиеся скорости при движении под уклон.

Диаграмма экстренного торможения наглядно показывает фазы торможения, а именно: время реакции водителя, время срабатывания тормозного привода, время нарастания замедления, время установившегося замедления и время растормаживания.

На практике эти фазы стремятся уменьшить путём усовершенствования тормозной системы в целом – tсп (время срабатывания тормозного привода), tуз (время установившегося замедления), tр (время растормаживания). Составляющие tрв (время реакции водителя) – путём повышения квалификации, приобретения опыта вождения, tнз (время нарастания замедления) – зависит от перечисленных факторов плюс состояния дорожного покрытия и дорожной ситуации, которые корректировке не поддаются.

По графику остановочного и тормозного пути от скорости и коэффициента сопротивления можно определить безопасную допустимую скорость и путь торможения при движении по соответствующему дорожному полотну.

Методы и условия проверки тормозного управления автомобиля при дорожных и стендовых испытаниях приведены в ГОСТ Р 51709-2001.

14. Топливная характеристика установившегося движения а/м по дороге с

ψ 1 =(0,015); ψ 2 =0,5 ψ max ; ψ 3 =0,4(ψ 1 + ψ 2)

В качестве оценочных показателей топливно-экономических свойств приняты контрольный расход топлива, топливная характеристика установившегося движения g п =f(v a) на дорогах с различным состоянием покрытия, зависимость удельного эффективного расхода топлива от степени использования мощности g е =f(U) и зависимость удельной производительности автомобиля от скорости движения W y =f (v a) на дорогах с различным состоянием покрытия.

Для определения расхода топлива при установившемся движении можно воспользоваться уравнением расхода топлива:

0,60,8Kn1,1751,10,960,95U%0,10,20,40,60,8Kи1,51,10,950,820,83

ψ 2 =0,5 ψ max =0,5* 0,075=0,0375

ψ 3 =0,4(ψ 1 + ψ 2)=0,4*(0,015+0,375)=0,021

Аналогично рассчитываем значения для остальных оборотов коленчатого вала, коэф. сопротивления дороги и второго автомобиля. Полученные значения заносим в таблицу. По данным таблицы строим график топливно-экономической характеристики автомобилей, по которому сравниваем автомобили.

15. График зависимости эффективного удельного расхода топлива g e от степени использования мощности при частотах вращения коленвала: n 1 =0,5n i ; n 2 =n i ; n 3 =n N ;

При конкретном частотном режиме работы двигателя и известных значениях мощности, расходуемой на преодоление сил сопротивлений дороги и воздуха определяется удельный эффективный расход топлива с учётом КПД трансмиссии по формуле:

Принимаемn i =1600 об/мин для обоих автомобилей, тогда n 1 =800.

Аналогично рассчитываем значения для остальных оборотов коленчатого вала, коэф. сопротивления дороги и второго автомобиля. Полученные значения заносим в таблицу 8. По данным таблицы строим зависимости удельного эффективного расхода топлива от степени мощности автомобиля по которому сравниваем автомобили.

Силы, действующие на автомобиль

Автомобиль перемещается с определенной скоростью в результате действия на него движущих сил и сил, оказывающих сопротивление движению (рис. 1).

Во время вращения ведущие колеса создают окруж­ные силы, которые действуют на дорогу, стремясь как бы оттолкнуть ее назад. Дорога, в свою очередь, ока­зывает равное противодействие (касательную реакцию) на колеса, что и вызывает движение автомобиля.

Силу, которая приводит автомобиль в движение, на­зывают силой тяги и обозначают Ph. Связь между этими величинами или предельное условие движения автомо­биля, при котором обеспечивается равновесие между силой тяги и силами сопротивления движения, можно выразить формулой

Это уравнение называется уравнением тягового ба­ланса и позволяет установить, как тяговая сила распре­деляется по различным видам сопротивлений.

Когда жесткое колесо катится по мягкой деформи­руемой дороге (грунт, снег), потери на деформацию ши­ны практически отсутствуют и энергия затрачивается лишь на деформацию дороги. Колесо врезается в грунт, выдавливает его в сторону, спрессовывая отдельные частицы, образуя колею.

Когда же деформируемое колесо катится по мягкой дороге, энергия затрачивается на преодоление как внут­ренних, так и внешних потерь.

При качении упругого колеса по мягкой дороге де­формация его меньше, чем при качении по твердой до­роге, а деформация грунта меньше, чем при качении жесткого по тому же грунту.

Величина силы сопротивления качению может быть определена из формулы

Величина коэффициента сопротивления качению ко­леблется от 0,012 (асфальтобетонное покрытие) до 0,3 (сухой песок).

Рис. 1. Силы, действующие на движущийся автомобиль

Сопротивление подъему. Автомобильные дороги со­стоят из чередующихся между собой подъемов и спусков и крайне редко имеют горизонтальные участки боль­шой длины. Крутизну подъема характеризуют величи­ной угла а (в градусах) или величиной уклона дороги t, представляющей собой отношение превышения Н к за­ложению В (см. рис. 1):

Вес автомобиля G, движущегося на подъеме, можно разложить на две-составляющие силы: G sina, направ­ленную параллельно дороге, и Gcosa, перпендикулярную к дороге. Силу G sin a называют силой сопротивления подъему и обозначают Ра.

При движении на спуске сила Ра имеет противопо­ложное направление и действует как движущая сила. Угол а и уклон i считают положительными на подъе­ме и отрицательными при движении на спуске.

У современных автомобильных дорог нет четко вы­раженных участков с постоянным уклоном; их продоль­ный профиль имеет плавные очертания. На таких доро­гах уклон и сила Р непрерывно меняются в процессе движения автомобиля.

Сопротивление неровностей. Ни одно дорожное по­крытие не является абсолютно ровным. Даже новые цементобетонные и асфальтобетонные покрытия имеют неровности высотой до 1 см. Под действием динамиче­ских нагрузок неровности быстро увеличиваются, умень­шая скорость автомобиля, сокращая срок его службы и увеличивая расход топлива. Неровности создают до­полнительное сопротивление движению.

При попадании колеса в длинную впадину оно уда­ряется о ее дно и подбрасывается вверх. После сильно­го удара колесо может отделиться от покрытия и снова удариться (уже с меньшей высоты), совершая затухаю­щие колебания. Переезд через короткие впадины и вы­ступы сопряжен с дополнительной деформацией шины под действием силы, возникающей при ударе о выступ неровности. Таким образом, движение автомобиля по неровностям дороги сопровождается непрерывными уда­рами колес и колебаниями осей и кузова. В результате происходит дополнительное рассеивание энергии в шине и деталях подвески, достигающее иногда значительных величин.

Дополнительное сопротивление, вызываемое неров­костями дороги, учитывают, условно увеличивая коэф­фициент сопротивления качению.

Величины коэффициента сопротивления качению f и уклона i в совокупности характеризуют качество дороги. Поэтому часто говорят о силе сопротивления дороги Р, равной сумме сил Рf и Ра:

Выражение, стоящее в скобках, называют коэффи­циентом сопротивления дороги и обозначают буквой Ф. Тогда сила сопротивления дороги

Сопротивление воздуха. При движении автомобиля на него оказывает сопротивление и воздушная среда. Затраты мощности на преодоление сопротивления воз­духа складываются из следующих величин:

Сопротивления, возникающего при прохождении воздуха через радиатор и подкапотное пространство (10-15%);

При увеличении скорости движения увеличивается и сопротивление воздуха.

Прицепы вызывают увеличение силы сопротивления воздуха вследствие значительного завихрения воздуш­ных потоков между тягачом и прицепом, а также из-за увеличения наружной поверхности трения. В среднем можно принять, что применение каждого прицепа уве­личивает это сопротивление на 25% по сравнению с одиночным автомобилем.

Кроме сил сопротивления дороги и воздуха влияние на движение автомобиля оказывают силы инерции Р). Всякое изменение скорости движения сопровождается преодолением силы инерции, и ее величина тем больше, чем больше обитая м,аееа автомобиля:

Сила инерции изменяется в процессе движения ав­томобиля в соответствии с изменением ускорения. Для преодоления силы инерции расходуется часть тяговой силы. Однако в тех случаях, когда автомобиль движет­ся накатом после предварительного разгона или при торможении, сила инерции действует по направлению движения автомобиля, выполняя роль движущей силы. Принимая это во внимание, некоторые труднопроходи­мые участки пути можно преодолевать с предваритель­ным разгоном автомобиля.

Величина силы сопротивления разгону зависит от ускорения движения. Чем быстрее разгоняется автомо­биль, тем большей становится эта сила. Ее величина меняется даже при трогании с места. Если автомобиль трогается плавно, то сила эта почти отсутствует, а при резком трогании она может даже превысить тяговую силу. Это приведет или к остановке автомобиля, или к буксованию колес (в случае недостаточной величины коэффициента сцепления).

В процессе работы автомобиля непрерывно меняют­ся условия движения: тип и состояние покрытия, вели­чина и направление уклонов, сила и направление ветра. Это приводит к изменению скорости автомобиля. Даже в наиболее благоприятных условиях (движение по усо­вершенствованным автомагистралям вне городов и населенных пунктов) скорость автомобиля и тяговая сила редко остаются неизменными в, течение продолжитель­ного времени. На средней.скорости движения (опреде­ляемой как отношение пройденного пути ко времени, затраченному на прохождение этого пути с учетом вре­мени остановок в пути) сказывается помимо сил сопро­тивления влияние весьма большого количества факто­ров. К ним относятся: ширина проезжей части, интен­сивность движения, освещенность дороги, метеорологи­ческие условия (туман, дождь), наличие опасных зон (железнодорожные переезды, скопление пешеходов), со­стояние автомобиля и т. д.

В сложных дорожных условиях может случиться так, что сумма всех сил сопротивления превысит тяго­вую силу, тогда движение автомобиля будет замедлен­ным и он может остановиться, если водитель не примет необходимых мер.

Сцепление колеса автомобиля с дорогой

Для того чтобы неподвижный автомобиль привести в движение, одной силы тяги недостаточно. Необходи­мо еще трение между колесами и дорогой. Иначе гово­ря, автомобиль может двигаться лишь при условии сцеп­ления ведущих колес с поверхностью дороги. В свою очередь, сила сцепления зависит от сцепного веса авто­мобиля Gv, т. е. вертикальной нагрузки на ведущие ко­леса. Чем больше вертикальная нагрузка, тем больше сила сцепления:

Источник